Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!
Sesja wygasła!
Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 3

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: ceramika półprzewodnikowa

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Półprzewodnikowe właściwości ceramiki (Ba0,6Pb0,4) TiO3 domieszkowanej szkłem specjalnym

Wodecka-Duś B., Dzik J., Kozielski L., Adamczyk-Habrajska M.

Materiały Ceramiczne

2017

T. 69, nr 4

364--369

Półprzewodnikowa ceramika ferroelektryczna, charakteryzująca się wysoką wartością dodatniego współczynnika temperaturowego rezystancji PTCR, znajduje coraz większe zastosowanie we współczesnej technice. Materiały pozystorowe stanowią sporą grupę tworzyw ceramicznych, których właściwości elektryczne są uwarunkowane przez obecność barier potencjału na granicach ziarn. Klasycznym przykładem tego typu materiałów są związki bazujące na ceramice ferroelektrycznej tytanianu baru (BaTiO3) i tytanianu ołowiu (PbTiO3). Czyste związki BaTiO3 oraz PbTiO3 ze względu na dalekie od optymalnych parametry elektryczne nie odgrywają większej roli w technice. Interesujące właściwości posiada natomiast ich roztwór stały, który można zapisać za pomocą ogólnego wzoru (Ba1-xPbx)TiO3. Celem pracy było otrzymanie właściwości półprzewodnikowych, a następnie pozystorowych w tytanianie baru, poprzez wprowadzenie w jego sieć krystaliczną jonów ołowiu, tworząc roztwór stały (Ba1-xPbx)TiO3 dla koncentracji ołowiu x = 0,4, a następnie domieszkowanie otrzymanej ceramiki tlenkowym szkłem specjalnym z układu PbO-B2O3-Al2O3-WO3 w ilości 1,5%, 4%, 6% i 8% wag. Badania charakterystyk prądowo-napięciowych otrzymanej ceramiki jednoznacznie potwierdziły zachowanie typowe dla półprzewodników samoistnych o dużej koncentracji nośników generowanych termicznie w objętości próbki w obszarze fazy ferroelektrycznej oraz istnienie powierzchniowych stanów akceptorowych generowanych napięciem większym niż U = 20 V w fazie paraelektrycznej. Odnotowany został również znaczący wpływ wyżej wymienionych stanów na prąd przewodnictwa. Warto również nadmienić, że niewielkie ilości kationów W6+, wprowadzonych w postaci tlenkowego szkła specjalnego, powodują przejście (Ba0,6Pb0,4)TiO3 wykazującego przewodnictwo dziurowe typu p do przewodnictwa elektronowego typu n, czyli w stan półprzewodnikowy, a w zakresie T > TC w stan pozystorowy.

The demand for semiconductive ferroelectric ceramics, that is characterized by high values of positive temperature coefficient of resistivity (PTCR), in modern technology is constantly increasing. Posistor materials create a large group of ceramic materials which electrical properties are conditioned by the presence of the potential barriers at grain boundaries. A classic example of this kind of materials are those based on ferroelectric barium titanate (BaTiO3) and lead titanate (PbTiO3) ceramics that in a pure form have no large significance in technology due to their suboptimal electric parameters. However, the solid solution of BaTiO3 and PbTiO3, represented by the formula (Ba1-xPbx)TiO3, have remarkable electrical properties. The main scope of the study was to obtain semiconductive and afterwards posistor properties in barium titanate by introducing lead ions into its crystal lattice, creating the (Ba0.6Pb0.4)TiO3 solid solution, and then by doping the ceramics with special oxide glass from the PbO-B2O3-Al2O3-WO3 system in amounts of 1.5%, 4%, 6% and 8% by weight. The investigation of current-voltage characteristics of the resultant ceramics have undoubtedly demonstrated the behaviour which was typical for spontaneous semiconductors with high density of carriers generated thermally in the sample volume in the ferroelectric phase area, and the existence of surface acceptor states generated with a voltage greater than U = 20 V in the paraelectric phase. The significant influence of the aforementioned states on conductivity has also been noted. It is also worth mentioning that small amounts of W6 + cations introduced in the form of special oxide glass cause the transition of (Ba0.6Pb0.4)TiO3 from the state of p-type conductivity to the semiconductor state with n-type one, and in a range of T > TC to the posistor state.

Potentialities of modification of metal oxide varistor microstructures

Mielcarek W., Prociow K., Warycha J.

Materiały Elektroniczne

2009

T. 37, nr 1

86-98

The electrical properties of varistors, similarly like posistors and other devices made of semiconducting ceramic, are controlled by grain boundaries. In varistor conductivity the main role play potential barriers which arise at grain boundaries during varistor sintering. The I-V behavior of varistor ceramic is such that during conduction the varistor voltage remains relatively constant while a current changes are of several orders of magnitude. Varistor is produced by sintering a mixture of ZnO with a small addition of Bi2O3 and other metal oxides. Varistor microstructure composes of ZnO grains. Each ZnO grain acts as it has a semiconducting junction at the grain boundary. The non-linear electrical behavior occurs at the boundary of each ZnO grain. The junctions between grains are separated by an intergranular phase. The best varistor performance is attained when the Bi-rich intergranular layer is of nanometer size. When the intergranular phase is in a shape of agglomerates embedding Bi2O3 crystal phases and spinel grains it forms areas excluded from conduction. The problem has been studied with emphasis on determining the relation between ZnO dopants and microstructure evolution. It was established that the vulnerability of varistor ceramic for formation of agglomerates depend on the composition of additive oxides. With SrO, MnO and PbO varistor ceramic is more susceptible for formation of agglomerates, while Co2O3, Sb2O3 and SnO2 facilitates the homogenous distribution of additives in varistor body. Elimination of an electrically inactive areas from varistor body would enable the decrease of the amount of additives (e.g. the amount of Bi2O3 would decrease from 1 mol % to 0.2 mol %) and bring about the diminishment of the cost of varistor processing along with improvement of varistor performance.

Własności elektryczne warystorów, podobnie jak pozystorów i innych wyrobów z ceramiki półprzewodnikowej, są kontrolowane przez ukształtowanie granicy ziaren. Ceramika warystorowa ZnO swoje niewłaściwości elektryczne zawdzięcza domieszce małej ilości innych tlenków metali. Mikrostruktura warystora rozwija się podczas spiekania. Głównym elementem mikrostruktury warystora są ziarna ZnO odseparowane od siebie cienką , bogatą w bizmut, warstwą międzyziarnową. Najlepsze własności elektryczne warystor wykazuje wtedy, kiedy warstwa ta jest możliwie cienka. Jeżeli warstwa ta jest w formie aglomeratów, a w dodatku zawiera w sobie wykrystalizowany Bi2O3 lub krystality innych związków to tworzy obszar wykluczony z przewodnictwa. W warystorze o takiej strukturze w czasie przepływu prądu dochodzi do miejscowych przegrzań i zakłóceń w działaniu. W pracy udowodniono doświadczalnie, że spiekając wstępnie tlenek bizmutu z tlenkami innych metali można wpływać na kształt warstwy miedzyziarnowej, a więc i na elektryczne własności warystora. Przeprowadzone doświadczenia dowiodły, że jeżeli Bi2O3 przed dodaniem do warystora spieczemy wstępnie z tlenkami Co, Sb lub Sn to tak zmodyfikowany tlenek bizmutu sprzyja równomiernemu rozprowadzeniu domieszek w warystorze przyczyniając się do eliminacji ze struktury warystora obszarów nieaktywnych elektrycznie. Natomiast wstępne modyfikowanie tlenku bizmutu tlenkami tzw. szkłotwórczymi jak PbO, SrO i MnO nie przynosi podobnego efektu.

High-resolution electron microscopy and cathodoluminescence scanning electron microscopy of SrTiO3-based ceramics elucidating their varistor property.

Shiojiri M., Isshiki T., Nishio K., Saijo H., Nomura T., Hitomi A., Sato S.

Inżynieria Materiałowa

1998

R. XIX, nr 4

779-784

Semiconductive SrTiO3-based ceramics practically used as varistors and capacitors have been investigated using HRTEM, EDX and CLSEM. They were produced with and without an additonal reducing treatment at Po2=10 raising to a 12th power Pa in the sintering process at Po2=10 raising to a -8 power Pa, followed by reoxidizing process in the air. (Sr0.35Ba0.35Ca0.30)1.026TiO3 varistors produced without the additional heat-treatment are composed of well-developed crystalline grains with facet boundaries, having a low varistor coefficient (alpha<4). CL revealed that the grain, particularly near varistor surface, has high conductive inside containing oxygen vacancies and less-conductive boundary layer without the oxygen vacancies. The boundary layers may work as the double Shottky barriers. The additional reducing treatment forms a lot of oxygen vacancies in the grains of the varistors and damaged the crystallinity near the grain boundaries. The damaged regions easily introduce oxygen atoms into the grains during the reoxydizing process. The additional treatment, hence, produces thick boundary layers and consequently gives rise to high varistor coefficient (alpha>4), which is favourable for practical use. (Sr0.94Ba0.01Ca0.05)0.99TiO3 capacitors were also produced without the additional reducing treatment. Their grains have the facet boundary structure. The dielectric boundary layer and semiconductive inside of the grain are also observed. The boundary layer is as thin as a few ten nanometers, which cause the ceramic a high capacitance.